데이터센터 브리징

Data center bridging

데이터센터 브리징(DCB)은 데이터센터 환경, 특히 클러스터링 및 스토리지 영역 네트워크에서 사용하기 위한 이더넷 로컬 영역 네트워크 통신 프로토콜의 확장 기능입니다.

동기

이더넷은 컴퓨터 간 통신을 위한 데이터 센터의 주요 네트워크 프로토콜입니다.단, 이더넷은 네트워크 또는 디바이스가 비지 상태일 때 패킷 손실이 발생할 수 있는 best effort형 네트워크로 설계되어 있습니다.

IP 네트워크에서, 엔드 투 엔드 원칙에 따른 전송 신뢰성은 전송 제어 프로토콜 (TCP)과 같은 전송 프로토콜의 책임입니다.이더넷의 진화 영역 중 하나는 기존 프로토콜 스위트에 확장을 추가하여 TCP의 복잡함 없이 신뢰성을 제공하는 것입니다.10 Gbit/s로 이행하고 전송 속도가 빨라짐에 따라 대역폭 할당을 보다 세밀하게 제어하고 보다 효과적으로 사용하고자 하는 바람도 일고 있습니다.이러한 확장 기능은 이더넷을 스토리지 및 서버 클러스터 트래픽에 대한 보다 실용적인 전송으로 만들기 위해 특히 중요합니다.주된 동기는 프레임 손실에 대한 Fibre Channel over Ethernet의 감도입니다.보다 높은 수준의 목표는 컴퓨터가 스토리지 영역 네트워크, 로컬 영역 네트워크 및 InfiniBand [1]패브릭과 통신하기 위한 단일 이더넷 물리 디바이스 또는 어댑터 세트를 사용하는 것입니다.

접근

DCB는 선택한 트래픽에 대해 큐 오버플로(무손실 이더넷이라고도 함)에 의한 손실을 배제하고 링크에 대역폭을 할당하는 것을 목적으로 합니다.기본적으로 DCB는 어느 정도 서로 다른 우선순위가 다른 파이프인 것처럼 취급할 수 있도록 합니다.이러한 목표를 달성하기 위해 기존 이더넷 프로토콜 세트를 확장하거나 이더넷 프로토콜이 제공하는 연결을 에뮬레이트하는 새로운 표준이 개발되고 있습니다.각각 두 개의 별도 표준 기구에 의해 개발되고 있다(또는 개발되고 있다.

토폴로지가 불규칙하고 특별한 라우팅이 없는 임의의 네트워크에서 DCB를 폭넓게 유효하게 하면, 교착 상태, 버퍼링 지연의 큰폭, 부정, 및 헤드 오브 라인 블로킹의 원인이 되는 일이 있습니다.DCB를 [2]사용하여 TCP-Bolt 접근 방식을 사용하여 TCP 슬로우 스타트(slow start)를 제거하는 것이 권장되었습니다.

용어.

데이터센터 브리징 표준에 근거한 제품 마케팅에는 다음과 같은 다양한 용어가 사용되고 있습니다.

IEEE 태스크 그룹

IEEE 표준으로 채택된 것은 다음과 같습니다.

  • Priority-Based Flow Control(PFC; 우선도 기반 흐름 제어): IEEE 802.1Qbb는 각 프레임priority에 대해 개별적으로 제어할 수 있는 링크레벨 흐름 제어 메커니즘을 제공합니다.이 메카니즘의 목적은, DCB 네트워크의 congestion 하에서의 손실 제로를 보증하는 것입니다.
  • Enhanced Transmission Selection(ETS; 확장 전송 선택): IEEE 802.1Qaz는 프레임 우선순위에 대역폭을 할당하기 위한 공통 관리 프레임워크를 제공합니다.
  • 폭주 통지: IEEE 802.1Qau는 프레임 손실을 방지하기 위해 전송 속도 제한이 가능한 프로토콜을 위한 엔드 투 엔드 폭주 관리 기능을 제공합니다.이것은, congestion에 보다 적시에 반응하기 때문에, 네이티브 congestion 관리 기능을 가지는 TCP 와 같은 프로토콜에 메리트를 줄 것으로 기대되고 있습니다.
  • Data Center Bridging Capabilities Exchange Protocol(DCBX): 네트워크 전체에서 일관성을 유지하기 위해 네이버 간에 위의 기능 및 설정을 전달하기 위해 사용되는 검출 및 기능 교환 프로토콜입니다.이 프로토콜은 IEEE 802.1에서 제공하는 기능을 활용합니다.AB(LLDP)실제로는 802.1az 규격에 포함되어 있습니다.

기타 그룹

  • IETF TRIL(Transparent Interconnection of Lots of Links) 규격은 임의의 토폴로지를 가진 멀티홉 네트워크에서 설정 없이 최소한의 비용쌍별 데이터 전송을 제공하며 일시적인 루프 중에도 안전한 전송을 제공하며 유니캐스트트래픽과 멀티캐스트트래픽의 양쪽 멀티패스를 지원합니다.TRIL은 IS-IS(Intermediate System to Intermediate System) 링크스테이트 루팅을 사용하여 홉카운트를 포함한 헤더를 사용하여 트래픽을 캡슐화함으로써 이를 실현합니다.TRIL은 VLAN 및 프레임priority를 지원합니다.TRIL을 실장하는 디바이스를 RB 카트리지라고 부릅니다.RB 카트리지는, IEEE 802.1 커스터머 브릿지를 단계적으로 대체할 수 있습니다.TRIL 작업 그룹 헌장
  • IEEE 802.1aq는 유니캐스트 및 멀티캐스트이더넷 프레임의 최단 패스브리징을 지정하여 학습된 스테이션로케이션 정보를 공유할 수 있는 복수의 액티브토폴로지(가상 LAN)를 계산합니다.소스 브릿지가 SPBV로 알려진802.1ad(QinQ)인지 SPBM으로 알려진802.1ah(MACinMAC)인지에 따라 2가지 동작 모드가 설명됩니다.SPBV는 노드별로 VLAN Identifier(VID; VLAN 식별자)를 사용하여 해당 노드에 관련된 Shortest Path Tree(SPT; 최단 경로트리)를 식별하는 VLAN을 지원합니다.SPBM은 1개 또는 복수의 백본 MAC 주소를 사용하여 각 노드와 관련된SPT를 식별함으로써 VLAN을 지원합니다.또한 전송 토폴로지별로1개의 B-VID를 사용하여 등비용 트리 간에 부하를 분산하기 위한 복수의 전송 토폴로지를 지원할 수 있습니다.SPBV와 SPBM 모두 링크 스테이트라우팅 테크놀로지를 사용합니다.MACinMAC 캡슐화에 의한 SPBM은 SPBV보다 대규모 데이터 센터에 적합합니다.802.1aq는 16개의 조정 가능한 멀티패스 옵션을 기본 프로토콜의 일부로 정의하며, 확장 가능한 멀티패스 메커니즘을 통해 향후 더 많은 멀티패스 변화를 가능하게 합니다.802.1aq는 모든 메모리를 상호 연결하는 가상 LAN의 동적 생성을 지원합니다.대칭 최단 패스루트를 가진 bers.가상 LAN은 멀티패스와 더불어 트래픽엔지니어링을 제공하는 다양한 멀티패스에 결정적으로 할당될 수 있으며 간단한 멤버십 변경으로 확장 또는 축소할 수 있습니다.802.1aq는 모든 802.1 프로토콜과 완전히 하위 호환됩니다.802.1aq는 2012년 4월에 IEE 표준이 되었습니다.
  • Fibre Channel over Ethernet: T11 FCoE 이 프로젝트는 기존 Fibre Channel 프로토콜을 사용하여 이더넷 상에서 실행되며 서버가 이더넷을 통해 Fibre Channel 스토리지에 액세스할 수 있도록 합니다.위에서 설명한 바와 같이 이더넷을 강화하는 요인 중 하나는 스토리지 트래픽을 지원하는 것입니다.iSCSI는 사용할 수 있었지만 TCP/IP에 의존하여 레이어 2에서 스토리지 트래픽을 지원하고자 했습니다.이로 인해 FCoE 프로토콜이 개발되었으며, 이를 위해서는 신뢰할 수 있는 이더넷 전송이 필요했습니다.이 표준은 ANSI T11 위원회에 의해 2009년 6월에 최종 확정되었다.
  • IEEE 802.1p/Q는 priority 기반 전송을 위해 8개의 트래픽클래스를 제공합니다.
  • IEEE 802.3bd는 priority별 pause 흐름 제어를 위한 링크레벨 메커니즘을 제공했습니다.

이러한 새로운 프로토콜에는 네트워크와 네트워크 인터페이스 컨트롤러 모두에 새로운 하드웨어와 소프트웨어가 필요했습니다.Avaya, Brocade, Cisco, Dell, EMC, Emulex, HP, Huawei, IBM, Qlogic [citation needed]등의 기업이 제품을 개발하고 있었습니다.

레퍼런스

  1. ^ Silvano Gai, 데이터센터 네트워크 및 파이버 채널 오버 이더넷(FCoE) (Nuova Systems, 2008)
  2. ^ Stephens, B.; Cox, A. L.; Singla, A.; Carter, J.; Dixon, C.; Felter, W. (2014-04-01). Practical DCB for improved data center networks. IEEE INFOCOM 2014 - IEEE Conference on Computer Communications. pp. 1824–1832. CiteSeerX 10.1.1.713.2937. doi:10.1109/INFOCOM.2014.6848121. ISBN 978-1-4799-3360-0.
  3. ^ "Data Center Ethernet". Trademark serial number 77287410. US Patent and Trademark Office. Retrieved July 18, 2013.
  4. ^ Radia Perlman; et al. (July 2011). Routing Bridges (RBridges): Base Protocol Specification. IETF. RFC 6325.
  5. ^ "cee-authors". Yahoo Groups archive. January 2008 – January 2009. Retrieved October 6, 2011.